Toleransi Gambar Pemesinan

Toleransi adalah dua batas penyimpangan ukuran yang diijinkan. Misalnya, sebuah elemen diberi ukuran maka dapat dijelaskan sebagai berikut: adalah ukuran dasar dan nilai toleransi yang diberikan.Toleransi pada dasarnya dibedakan menjadi tiga macam, yakni toleransi ukuran, toleransi geometrik, dan konfigurasi kekasaran permukaan.

1. Toleransi Ukuran

Definisi dari toleransi ukuran adalah dua batas penyimpangan yang diijinkan pada setiap ukuran elemen. Toleransi memegang peranan yang vital pada proses produksi dikarenakan sangat sulitnya membuat suatu alat atau benda sesuai dengan ukuran yang tepat, karena menyangkut ketelitian dalam proses pengerjaannya.

Selanjutnya toleransi ukuran dibedakan lagi menjadi:

A.  Toleransi Standar (Toleransi Internasional/IT)

Besarnya toleransi ditentukan oleh ISO /R286 (sistem ISO untuk limit dan suaian) agar sesuai dengan persyaratan fungsional dan untuk keseragaman. ISO menetapkan 18 toleransi standar, yakni mulai dari IT 01, IT 0, IT 1, IT 2, sampai dengan IT 16.Sedangkan untuk dasar satuan toleransi dari kualitas 01 – 1, harga toleransi standarnya dapat dihitung dengan rumus pada tabel berikut:

	IT 01	IT 0	IT 1
Nilai dalam µm untuk D dalam µm	0,3 + 0,008 D	0,5 + 0,012 D	0,8 + 0,0 20 D

Secara garis besar, gambaran secara umum dari hubungan antara pengelompokan kualitas toleransi ini dengan proses pengerjaannya adalah sbb.

1.         Kualitas 1 – 4 adalah untuk pengerjaan yang sangat teliti. Misalnya pembuatan alat ukur, instrumen optik, dll.

2.         Kualitas 5 – 11 untuk proses pengerjaan dengan permesinan biasa, termasuk untuk komponen-komponen yang mampu tukar.

3.         Kualitas 12 – 16 untuk proses pengerjaan yang kasar, seperti pengecoran, penempaan, pengerolan, dsb.

B.  Toleransi Umum dan Toleransi Khusus

1.   Toleransi Umum

Toleransi umum diberikan untuk ukuran yang tidak memerlukan ketelitian atau bukan merupakan bagian dari benda berpasangan (suaian). Nilai toleransi umum selalu memilki batas penyimpangan atas dan batas penyimpangan bawah yang sama. Besarnya toleransi ini ditentukan oleh tingkat kualitas (kekasaran permukaan) dan ukuran dasar.

2.   Toleransi Khusus

Toleransi khusus merupakan suatu toleransi yang nilainya di luar toleransi umum dan suaian. Nilai toleransinya lebih kecil daripada nilai toleransi umum, namun lebih besar daripada nilai toleransi suaian.

C.  Toleransi suaian

Suaian adalah suatu istilah untuk menggambarkan tingkat kekekatan atau kelonggaran yang mungkin dihasilkan dari penggunaan kelegaan atau toleransi tertentu pada elemen mesin yang berpasangan.

Ada empat macam suaian pada elemen mesin, yakni:

1.      Suaian longgar (clearance fit)

Suaian ini selalu menghasilkan kelonggaran (celah bebas) dengan daerah toleransi lubang selalu terletak di atas daerah toleransi poros.

2.      Suaian sesak (interference fit)

Suaian yang selalu menghasilkan kesesakan, dengan daerah toleransi lubang selalu terletak di bawah daerah toleransi poros.

3.      Suaian pas (transition fit)

Suaian ini dapat menghasilkan celah bebas atau interferensi, namun poros harus dipaksakan masuk ke dalam lubang dengan kelegaan negatif.

4.      Suaian garis

Batas – batas ukuran ditentukan sedemikian sehingga celah bebas atau kontak antar permukaan akan terjadi apabila elemen mesin yang berpasangan dirakit.

Berikut ini dicantumkan beberapa istilah toleransi untuk elemen tunggal dan suaian yang seringkali dipakai :

Ukuran dasar atau ukuran nominal adalah ukuran pokok yanag ditulis sebelum disertai angka-angka batas penyimpangan yang diijnkan.

Jenis Jenis Penyimpangan:

·            Penyimpangan atas

adalah penyimpangan ke arah atas ukuran maksimum.

Ukuran maksimum adalah ukuran terbesar yang masih diperbolehkan. Besarnya ukuran maksimum = ukuran dasar + penyimpangan atas.

·            Penyimpangan bawah

adalah penyimpangan ke arah bawah penyimpangan minimum.

Ukuran minimum adalah ukuran terkecil yang masih diperbolehkan. Besarnya ukuran minimum = ukuran dasar + penyimpangan bawah.

Istilah-istilah

Garis nol

Garis nol adalah garis dasar atau garis dengan penyimpangan nol.

Ukuran sesungguhnya adalah ukuran jadi atau ukuran yang didapat setelah benda selesai dibuat, yang dapat diketahui dengan menggunakan alat ukur.

Kelonggaran (Clearance) Kelonggaran adalah selsih kelonggaran antara lubang dengan poros dimana ukuran lubang lebih besar daripada ukuran poros.

·            Kelonggaran maksimum adalah seliisih antara lubang terbesar dengan poros terkecil dalam suatu suaian longgar.

·            Kelonggaran minimum adalah selisih ukuran lungan terkecil dengan poros terbesar dalam suatu suaian longgar.

Kesesakan (Interference) Kesesakan adalah suatu nilai selisih ukuran antara lubang dengan poros, dimana ukuran poros lebih besar daripada ukuran lubang.

·            Kesesakan maksimum adalah selisih ukuran antara lubang terkecil dengan poros terbesar pada suaian sesak.

·            Kesesakan minimum adalah selisih ukuran antara lubang terbesar dengan poros terkecil pada suaian sesak.

Contoh pemberian toleransi pada sebuah lubang dan poros:

a. 30H7 b. 40g6

Keterangan:

a. Suatu lubang denganukuran dasar 30 mm, posisi daerah toleransinya H, dan kualitasnya 7.

b. Suatu poros dengan ukuran dasar 40 mm, posisi daerah toleransinya g, dan kualitasnya 6.

2. Toleransi Geometrik

Toleransi geometrik adalah toleransi yang membatasi penyimpangan bentuk, posisi tempat, dan penyimpangan putar terhadap suatu elemen geometris. Toleransi geometrik pada dasarnya memberikan kesempatan untuk memperlebar persyaratan dari toleransi ukuran. Pemakaian toleransi geometrik hanya dianjurkan apabila memang perlu untuk meyakinkan ketepatan komponen menurut fungsinya. Sebuah toleransi geometrik dari suatu elemen menentukan daerah di mana elemen tersebut harus berada. Maka, sesuai dengan sifat dari daerah yang akan diberi toleransi dan cara memberi ukuran, daerah toleransi dikelompokkan menjadi berikut.

       1.            Luas dalam lingkaran (selanjutnya dilambangkan dengan #1)

       2.            Luas antara dua lingkaran sepusat (selanjutnya dilambangkan dengan #2)

       3.            Luas antara dua garis yang berjarak sama, atau dua garis lurus sejajar (selanjutnya dilambangkan dengan #3)

       4.            Ruang dalam bola (selanjutnya dilambangkan dengan #4)

       5.            Ruang dalam silinder (selanjutnya dilambangkan dengan #5)

       6.            Ruang antara dua silinder bersumbu sama (selanjutnya dilambangkan dengan #6)

       7.            Ruang antara dua permukaan berjarak sama atau dua bidang sejajar (selanjutnya dilambangkan dengan #7)

       8.            Ruang dalam sebuah kubus (selanjutnya dilambangkan dengan #8)

Berikut ini gambaran mengenai hubungan antara sifat yang diberi toleransi dan daerah toleransi diberikan dalam suatu tabel.

Daerah Toleransi		#1	#2	#3	#4	#5	#6	#7	#8
Sifat-sifat yang diberi toleransi	Simbol
Kelurusan				•		•		•	•
Kedataran								•
Kebulatan			•
Kesilindrisan							•
Profil garis				•
Profil   permukaan								•
Kesejajaran				•		•		•	•
Ketegaklurusan				•		•		•	•
Ketirusan				•				•	•
Posisi		•		•	•	•		•	•
Konsentrisitas dan koaksialitas		•				•
Kesimetrisan				•				•
Putar tunggal			•	•
Putar total							•	•

Hubungan antara toleransi geometrik dengan toleransi ukuran ada dua macam dibedakan menurut :

·            Menurut Prinsip Ketidakbergantungan

Definisi Prinsip Ketidakbergantungan adalah,“Tiap persyaratan yang diperinci dalam gambar, seperti misalnya toleransi ukuran dan toleransi bentuk atau posisi harus ditentukan secaa bebas tanpa menghubungkan pada ukuran, toleransi atau sifat manapun kecuali ditentukan oleh suatu hubungan khusus.”Maka bila tidak ditemukan adanya hubungan antara ukuran dan toleransi bentuk atau posisi, toleransi bentuk atau posisi itu dianggap tidak memiliki hubungan.

·            Menurut Prinsip Bahan Maksimum

Definisi Prinsip Bahan Maksimum adalah,”Pemberian toleransi yang memperhitungkan ketergantungan timbal balik antara toleransi ukuran dengan toleransi bentuk atau posisi serta adanya tambahan harga toleransi dari bentuk atau posisi pada bagian tertentu yang menyimpang asalkan tidak melanggar batas-batas maksimum dan minimumnya”. Prinsip bahan maksimum mengsumsikan bahwa terdapat hubungan timbal balik antara toleransi ukuran dengan toleransi bentuk atau posisi. Kondisi bahan maksimum pada sebuah poros adalah ukuran batas terbesar dari poros tersebut.

3. Konfigurasi Kekasaran Permukaan

Konfigurasi permukaan yang mencakup antara lain kekasaran permukaan dan bekas pengerjaan (tekstur), memegaang peranan penting dalam perencanaan suatu elemen mesin, yakni berhubungan dengan gesekan, keausan, pelumasan, tahanan, kelelahan, kerekatan, suaian, dan sebagainya.

Nilai kekasaran rata-rata aritmetik (R_a) telah diklasifikasikan oleh ISO menjadi 12 tingkat kekasaran, daari N1 sampai dengan N12

Kekasaran (Ra) (µm)	Tingkat Kekasaran	Panjang Sampel (µm)
50 25	N12 N11	8
12.5 6.3	N10 N9	2.5
3.2 1.6 0.8 0.4	N8 N7 N6 N5	0.8
0.2 0.1 0.05	N4 N3 N2	0.25
0.025	N1	0.08

Jenis Mesin Bubut

Jenis mesin bubut pada garis besarnya diklasifikasikan dalam empat kelompok, yaitu:

1. Mesin bubut ringan

Mesin bubut ini dimaksudkan untuk latihan dan pekerjaan ringan. Bentuk peralatannya kecil dan sederhana. Dipergunakan untuk mengerjakan benda-benda kerja yang berukuran kecil. Mesin ini terbagi atas mesin bubut bangku dan model lantai, konstruksinya merupakan gambaran mesin bubut bangku dan model lantai, konstruksinya merupakan gambaran mesin bubut yang besar dan berat.

2. Mesin bubut sedang (medium lathe)

Konstruksi mesin ini lebih cermat dan dilengkapi dengan penggabungan peralatan khusus. Oleh karena itu mesin ini digunakan untuk pekerjaan yang lebih banyak variasinya dan lebih teliti. Fungsi utama adalah untuk menghasilkan atau memperbaiki perkakas secara produksi.

3. Mesin bubut standar (Standard Lathe)

Mesin ini dibuat lebih berat, daya kudanya lebih besar daripada yang dikerjakan mesin bubut ringan dan mesin ini merupakan standar dalam pembuatan mesin-mesin bubut pada umumnya.

4. Mesin bubut meja panjang (Long Bed Lathe)

Mesin ini termasuk mesin bubut industri yang digunakan untuk mengerjakan pekerjaan-pekerjaan panjang dan besar, bahan roda gigi dan lainnya.

Jenis lain mesin bubut secara prinsip

1. Mesin bubut centre lathe

Mesin bubut ini dirancang utnuk berbagai macam bentuk dan yang paling umum digunakan, cara kerjanya benda kerja dipegang (dicekam) pada poros spindle dengan bantuan chuck yang memiliki rahang pada salah satu ujungnya, yaitu pada pusat sumbu putarnya, sementara ujung lainnya dapat ditumpu dengan center lain.

2. Mesin Bubut Sabuk

Poros spindel akan memutar benda kerja melalui piringan pembawa sehingga memutar roda gigi yang digerakkan sabuk atau puli pada poros spindel. Melalui roda gigi penghubung, putaran akan disampaikan ke roda gigi poros ulir. Oleh klem berulir, putaran poros ulir tersebut diubah menjadi gerak translasi pada eretan yang membawa pahat. Akibatnya pada benda kerja akan terjadi sayatan yang berbentuk ulir.

3. Mesin bubut vertical turning and boring milling

Mesin ini bekerja secara otomatis, pada pembuatan benda kerja yang dibubut dari tangan, pekerjaan yang tidak dilakukan secara otomatis hanyalah pemasangan batang-batang yang baru dan menyalurkan produk-produk yang telah dikerjakan, oleh sebab itu satu pekerja dapat mengawasi beberapa buah mesin otomatis dengan mudah.

4. Mesin bubut facing lathe

Sebuah mesin bubut terutama digunakan untuk membubut benda kerja berbentuk piringan yang besar. Benda-benda kerjanya dikencangkan dengan cakar-cakar yang dapat disetting pada sebuah pelat penyeting yang besar, tidak terdapat kepala lepas.

5. Mesin Bubut Turret

Mesin bubut turret mempunyai ciri khusus terutama menyesuaikan terhadap produksi. “Ketrampilan pekerja” dibuat pada mesin ini sehingga memungkinkan bagi operator yang tidak berpengalaman untuk memproduksi kembali suku cadang yang identik. Kebalikannya, pembubut mesin memerlukan operator yang sangat terampil dan mengambil waktu yang lebih lama untuk memproduksi kembali beberapa suku cadang yang dimensinya sama.

Karakteristik utama dari mesin bubut jenis ini adalah bahwa pahat untuk operasi berurutan dapat disetting dalam kesiagaan untuk penggunaaan dalam urutan yang sesuai. Meskipun diperlukan keterampilan yang sangat tinggi untuk mengunci dan mengatur pahat dengan tepat tapi satu kali sudah benar maka hanya sedikit keterampilan untuk mengoperasikannya dan banyak suku cadang dapat diproduksi sebelum pensettingan dilakukan atau diperlukan kembali.

6. Mesin bubut Turret Jenis Sadel

Mempunyai turret yang dipasangkan langsung pada sadel yang bergerak maju mundur dengan turret

Mesin bubut turret vertikal adalah sebuah mesin yang mirip Freis pengebor vertikal, tetapi memiliki karakteristik pengaturan turret untuk memegang pahat. Terdiri atas pencekam atau meja putar dalam kedudukan horizontal, dengan turret yang dipasangkan diatas rel penyilang sebagai tambahan, terdapat paling tidak satu kepala samping yang dilengkapi dengan turret bujur sangkar untuk memegang pahat.

Semua pahat yang dipasangkan pada turret atau kepala samping mempunyai perangkat penghenti masing-masing, sehingga panjang pemotongan dapat sama dalam daur mesin yang berurutan. Pengaruhnya adalah sama seperti bubut turret yang berdiri pada ujung kepala tetap. Dan mempunyai segala ciri yang diperlukan untuk memudahkan pemuat, pemegang dan pemesinan dari suku cadang yang diameternya besar dan berat. Pada mesin ini hanya dilakukan pekerjaan pencekaman.

Jenis Cutter Frais

Jenis-Jenis Pisau Frais

Pisau mesin frais atau Cutter mesin frais baikhorisontal maupun vertical memiliki banyak sekali jenis dan bentuknya. Pemilihan pisau frais berdasarkan pada bentuk benda kerja, serta mudah atau kompleksnya benda kerja yang akan dibuat.
a. Pisau mantel
Pisau jenis ini dipakai pada mesin frais horizontal. Biasanya digunakan untuk pemakanan permukaan kasar (Roughing) dan lebar.
b. Pisau alur
Pisau alur berfungsi untuk membuat alur pada bidang permukaan benda kerja. Jenis pisau ini ada beberapa macam yang penggunaanya disesuaikan dengan kebutuhan.
c. Pisau frais bergigi
  Pisau jenis ini digunakan untuk membuat roda gigi sesuai jenis dan jumlah gigi yang diinginkan. Pada pisau bergigi ini benda yang tersayat akan lebih cepat, dikarenakan bentuk pisaunya yang bergigi. 
d. Pisau frais radius cekung dan cembung
Pisau jenis ini digunakan untuk membuat benda kerjanya yang bentuknya memiliki radius dalam (cembung atau cekung). Pisau frais radius cekung proses kerjanya sama dengan pisau radius cembung hanya saja yang membedakan adalah bentuk pisau yang berbeda.
e. Pisau frais alur T 
  Pisau ini hanya digunakan untuk membuat alur berbentuk T seperti halnya pada meja mesin frais. Benda kerja yang akan disayat diatur dengan selera operator, sehingga menghasilkan bentuk sayatan yang diinginkan.
f. Pisau frais sudut
Pisau ini berguna untuk membuat alur berbentuk sudut yang hasilnya sesuai sudut pisau yang digunakan. Pisau jenis ini memiliki sudut-sudut yang berbeda diantaranya 30, 45, 50, 60, 70, 80 derajat.
g. Pisau jari
Ukuran pisau jenis ini sangat bervariasi mulai ukuran kecil sampai ukuran besar. Pada pengoperasiannya biasanya dipakai untuk membuat alur pada bidang datar atau pasak dan jenis pisau ini pada umumnya dipasang pada posisi tegak (mesin frais vertical).
h. Pisau frais muka dan sisi
Jenis pisau ini memiliki mata sayat dimuka dan disisi, dapat digunakan untuk mengfrais bidang rata dan bertingkat.
i. Pisau frais pengasaran
Pisau jenis ini mempunyai satu ciri khas yang berbeda sisinya berbentuk alur helik. Cara tersebut dapat digunakan untuk menyatat benda kerja dari sisi potong cutter sehingga potongan pisau ini mempu melakukan penyayatan yang cukup besar.
j. Pisau frais gergaji
Pisau jenis ini digunakan untuk memotong atau membelah benda kerja. Selain itu juga dapat digunakan untuk membuat alur yang memiliki ukuran lebar kecil.